CuNb3O8 : Un photoélectrode en oxyde métallique semiconducteur de type p

Un nouveau photoélectrode polycristallin de type p CuNb3O8 a été étudié et a été déterminé avoir des tailles de bande interdite indirecte et directe de 1,26 et 1,47 eV, respectivement. Le film polycristallin de type p pouvait être préparé sur du verre en oxyde d'étain dopé au fluor et a produit un photocourant cathodique sous irradiation de lumière visible (λ > 420 nm) avec des rendements photon-courant incident allant jusqu'à ∼6-7 % et une évolution concomitante d'hydrogène. Une analyse Mott-Schottky a donné un potentiel de bande plate de +0,35 V par rapport au RHE (pH = 6,3) et une concentration de dopant de type p calculée d'environ ∼7,2 × 10(15) cm(-3). Les énergies de la bande de conduction s'avèrent suffisamment négatives pour la réduction de l'eau sous irradiation de lumière visible. Une mobilité des trous d'environ ∼145 cm(2)/V·s a été obtenue à partir de mesures J(I)-V(2) en utilisant la relation de Mott-Gurney, ce qui est ∼50 % plus élevé que ce qui est typiquement trouvé pour le Cu2O de type p. Des calculs de structure électronique basés sur la DFT ont été utilisés pour explorer les origines atomiques et structurelles des transitions de bande interdite et de la mobilité des porteurs. Ainsi, un nouveau semi-conducteur de type p est découvert pour des applications potentielles dans la conversion d'énergie solaire.